机械类零件加工的工艺设计改进分析

摘要：随着我国经济的不断发展，各种施工机械的数量逐渐增多，这就进一步增加了机械类零件的需求数量。零件作为机械设备的重要组成部分，对于后者各项功能的顺利实现具有十分重要的现实意义，因此，就要不断提高机械零件的设计加工质量，为机械设备的正常运行提供可靠保障。本文对机械零件加工中的工艺设计改进原则进行了一定的论述，在此基础上，进一步对各种不同类型机械零件的工艺设计改进进行了比较深入的分析研究，有助于促进机械零件设计加工质量的不断提高，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。

关键词：机械;零件加工;工艺设计

0  引言

机械类零件作为机械设备的重要组成部分，其具有非常广泛的应用，尤其是在工业生产过程中，其发挥着至关重要的作用。机械类零件的设计是一项综合性的工作，其中涉及到工学、机械制造以及夹具设计等方面的内容，对设计人员的专业水平要求非常高。机械类零件的工艺设计主要包括：轴类、盘类、箱体类、齿轮类以及套筒类等5种不同的类型，其设计加工质量对于设备的整体性能具有决定性的影响。因此，为了确保机械设备的正常运行，就要不断提高机械类零件的工艺设计水平，进而为机械设备各项功能的顺利发挥提供可靠保障。

1  机械零件加工中的工艺设计改进原则

通过对典型机械零件的整体工艺设计过程进行深入的分析研究，能够发现工艺设计对于零件的加工精度和质量具有决定性的影响，这就要求设计人员在进行机械零件的工艺设计改进过程中，充分结合工艺设计改进的基本原则。

首先是时效性原则，工艺设计改进需要充分结合零件的加工目标，为加工工艺的顺利开展提供有利条件，这就要求技术人员在进行工艺设计改进时，对零件的加工需求进行系统全面的调查，并对机械加工余量进行科学合理的设计，为零件的加工质量符合要求建立良好的基础。

同时，还要做好夹具的设计工作，结合零件的实际工作要求，优选刀具和道具的安装方案，促进加工工艺水平的不断提高，进而满足机械零件加工质量的要求;其次是可操作性原则，工艺设计改进不仅要注重机械零件的加工质量，还要关注零件的加工效率，降低加工成本，为企业带来良好的经济效益。

在工艺设计改进过程中，要充分注重改进的实践价值，确保其在实际操作过程中具有良好的可操作性，有助于降低零件加工难度，确保其加工质量符合国家相关标准规范的要求。

2  軸类零件加工的工艺设计改进

轴类零件被广泛的应用于各种机械设备中，根据其机构的不同，可以分为光轴、偏心轴、凸轮轴以及阶梯轴等多种不同的结构类型，轴类零件在机械设备运行过程中主要承担着扭矩传递的工作，其加工质量对于机械设备的正常运行具有十分重要的现实意义。为了能够提高轴类零件的工艺设计质量，可以从以下几方面进行改善。

①对于需要进行深孔加工的轴类零件，由于在加工过程中极易造成孔洞变形，进而会给加工质量造成不利影响，可以通过对加工顺序进行科学合理的调整，将深孔加工设置在调质完成后，这就能够将加工过程中的孔洞变形限制在较小的范围内，进而确保轴类零件的加工质量符合要求。

②当零件的刚度较大，这就会给轴类零件加工的顺利进行造成了不小的阻碍，先后通过对大直径外圆的加工以及小直径外圆表面的处理降低零件的刚度，确保加工过程的顺利进行。

③对于部分对精度要求非常高的轴类零件而言，则需要选用数控机床进行生产加工，并且在进行工艺设计的过程中要对零件的几何要素、尺寸以及轮廓等进行系统全面的分析，进而优选适宜的加工方案，确保加工的顺利开展。

④在轴类零件的装夹过程中，对于部分有特殊要求的轴类零件还要以内孔作为定位标准，还要选用高质量的专用刀具和夹具进行生产加工。

3  盘类零件加工的工艺设计改进

盘类零件具有直径大、厚度薄的特点，这就大大增加了其加工难度，为了确保整个加工过程的顺利进行，就要对其工艺设计进行有针对性的改进，在实际的加工过程中，可以从以下几方面进行改善。

①盘类零件的质量控制措施，加工的技术人员要对零件的技术要求和结构进行系统全面的分析研究，并且在加工过程中还要严格按照设计图纸进行各项操作，降低加工误差，尽可能确保加工参数与图纸保持一致。

②较强的可操作性，由于盘类零件本身的加工难度就较高，为了尽可能减少加工瑕疵，这就需要提高工艺设计的可操作性，降低整个操作的复杂程度，为零件加工的顺利进行建立良好的基础。

③安装便利，相较于其他类型的零件而言，盘类零件具有其独特的安装工艺要求，为了有效降低盘类零件的安装难度，在工艺设计过程中需要对其装卸方式进行有针对性的优化处理，进而能够在一定程度上提高安装效率。

4  箱体类零件加工的工艺设计改进

箱体类零件的加工工艺设计如图1所示，对于不同类型的箱体加工要求，需要结合其强度和复杂程度的不同，对工艺设计进行有针对性的改进，所制定的改进策略如下所示。

①工艺设计流程，在传统箱体类零件的工艺设计过程中，由于其加工步骤非常繁琐，这就大大增加了零件加工过程中的不可控因素，进而会影响到工艺设计整体的合理性，这就需要对其设计流程进行优化改善，减少其中不必要的冗余环节，降低加工难度。

②对资源进行充分的利用，为了尽可能减少箱体加工过程中所产生的废料，这就需要对其加工工艺进行优化，使切削刀具等组件得以发挥其在零件加工中的积极作用，确保加工质量符合零件的工作性能要求。

③限制影响零件质量的消极因素，例如，在加工过程中的对刀精度和对刀速率对箱体类零件的加工质量具有非常重要的影响，这就需要对其加工过程中的消极因素进行有效的规避，凸显工艺设计落实价值达到提高箱体零件加工质量的目的。

5  齿轮类零件加工的工艺设计改进

在齿轮类零件的加工过程中，毛坯加工其是非常重要的关键环节，会直接影响到齿轮的工作性能，在工艺设计改进过程中需要注重毛坯的工艺设计改进。在实际的工艺设计过程中可以从以下两个方面进行改进。

①齿轮宽度，适当增加各级圆柱齿轮副的工作齿轮宽度，这样就能够从根本上提高并平衡齿轮接触及弯曲疲劳强度，有助于提高齿轮的工作平顺度和使用寿命。

②速比分配，在确保圆柱齿轮副高速级和低速级的中心距维持在某一固定数值的情况下，通过适当增加高速级的速比和降低低速级的速比，能够从一定程度上提高两级圆柱齿轮副的结构强度，为其在各种不同工况下正常运行建立良好的基础。

6  套筒零件加工的工艺设计改进

套筒类零件在机械设备中的多个方面都具有十分重要的作用，例如，液压系统的液压缸和内燃机中的气缸套，在工艺设计改进过程中要予以充分的重视。不同的套筒类零件，在结构、尺寸以及用途等方面有所不同，但是其整体结构都相对简单，大同小异。虽然套筒类零件的结构简单，但是其加工难度并不小，这就需要对其工艺设计进行改进优化，提高其加工精度。例如，在长薄壁套筒工件的加工过程中，不锈钢的切削速度与刀具的耐用度两者之间具有反比关系，即随着切削速度的逐渐增加，刀具的耐用度就会逐渐减低，这在实际的加工过程中要予以充分的关注，因此，为了降低刀具的磨损速度，提高其使用寿命，在切削过程中要结合切削材料的性质优选冷却性能优良的切削液，将整个切削过程中的温度控制在合理的范围内，避免对刀具造成不利影响。

7  结语

总而言之，零件的加工质量会对机械设备的工作性能造成非常重要的影响，为了确保机械设备的正常运行，就需要结合零件加工的实际情况，对其进行系统全面的工艺设计改进。本文在机械零件加工工艺设计改进原则的基础上，结合各种不同类型零件的特点，对其进行了有针对性的工艺设计改进，进而有助于促进零件加工水平的不断提高，确保零件的加工质量符合机械设备的运行需求，从而为机械设备各项功能的顺利发挥建立良好的基础。

参考文献：

[1]李宝.机械类零件加工的工艺设计改进探讨[J].电子元器件与信息技术，2019（02）：91-92.

[2]赵菲菲，王正德.轴类零件机械加工工艺规程的制定[J].林业机械与木工设备，2009（02）：115-121.

[3]江敦清.浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].黑龙江科技信息，2010（05）：159-160.

[4]张全.机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].工具技术， 2007（27）：246.

[5]张烨.浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].内燃机与配件，2018（07）：34-35.

[6]陈登钱，张思团.关于机械加工工艺对零件加工精度的影响探讨[J].南方农机，2018（05）：67-68.

————————————

作者简介：侯俊，男，山东临朐人，硕士，毕业于哈尔滨理工大学，中级工程师，研究方向为机械设計。